韓紅苓 楊鶴 劉倩 王慧宇 趙杰
中石化石油化工科學(xué)研究院有限公司
空氣壓縮機(jī)是工業(yè)領(lǐng)域中的關(guān)鍵設(shè)備,是一種通過壓縮空氣來提高氣體壓力或輸送氣體的通用機(jī)械,主要應(yīng)用在機(jī)械制造、石油化工、礦山冶金等領(lǐng)域。壓縮機(jī)一般可分為容積式壓縮機(jī)和動(dòng)力式壓縮機(jī),本文主要解讀潤滑油參與空氣壓縮過程的容積式空氣壓縮機(jī)的用油標(biāo)準(zhǔn),即往復(fù)式或滴油回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)和噴油回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的用油要求,潤滑油的主要作用是冷卻壓縮介質(zhì)、密封運(yùn)動(dòng)間隙、潤滑運(yùn)動(dòng)部件。
近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,空氣壓縮機(jī)向高壓、高速、安全可靠、小型化和長壽命方向發(fā)展。這對(duì)空氣壓縮機(jī)油的性能提出了更苛刻的要求,也促進(jìn)了半合成型和全合成型空氣壓縮機(jī)油的推廣應(yīng)用,因此,世界范圍內(nèi)的全合成型及半合成型空氣壓縮機(jī)油需求量迅速增長。國內(nèi)外空氣壓縮機(jī)油生產(chǎn)商大多數(shù)有礦物型、半合成型和全合成型產(chǎn)品。對(duì)于半合成型空氣壓縮機(jī)油,定義有兩種:一種是“采用國際III 類基礎(chǔ)油調(diào)制而成的潤滑油,是在礦物油的基礎(chǔ)上經(jīng)過加氫裂變技術(shù)提純后的產(chǎn)物”;另一種是“礦物基礎(chǔ)油與全合成型空氣壓縮機(jī)油按照一定比例添加添加劑調(diào)配而成”。目前中國潤滑油行業(yè)普遍認(rèn)可第2 種定義。
GB/T 12691—1990《空氣壓縮機(jī)油》[1](適用范圍為礦物型空氣壓縮機(jī)油)和GB/T 5904—1986《輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油》[2](適用范圍為礦物型空氣壓縮機(jī)油)自首次發(fā)布實(shí)施至今,所參照和引用的標(biāo)準(zhǔn)均發(fā)生了重大變化,市場產(chǎn)品類型也已在礦物油型空氣壓縮機(jī)油的基礎(chǔ)上增加了半合成型和全合成型空氣壓縮機(jī)油,這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)落后于市場現(xiàn)狀,亟需修訂,因此,對(duì)GB/T 12691—1990 和GB/T 5904—1986 兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了整合修訂。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)兼顧礦物油型、半合成型和全合成型空氣壓縮機(jī)油質(zhì)量水平,規(guī)范了高端產(chǎn)品;圍繞噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的氧化安定性進(jìn)行了深入探討,參照ISO 標(biāo)準(zhǔn)和我國市場空氣壓縮機(jī)油產(chǎn)品現(xiàn)狀確定了產(chǎn)品項(xiàng)目和項(xiàng)目指標(biāo)。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)與ISO 標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng),體現(xiàn)了空氣壓縮機(jī)油在技術(shù)和市場方面的發(fā)展方向,能夠促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)換代,增強(qiáng)市場競爭力。
目前,空氣壓縮機(jī)油國際最新分類標(biāo)準(zhǔn)是ISO 6743-3∶2003《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品(L 類)的分類 第3 部分 D 組(壓縮機(jī))》,我國已修改采用該標(biāo)準(zhǔn)修訂發(fā)布了GB/T 7631.9—2014《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品(L 類)的分類第9 部分:D 組(壓縮機(jī))》[3]國家標(biāo)準(zhǔn)。
新版ISO 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于往復(fù)或滴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的典型應(yīng)用仍然按照負(fù)荷等級(jí)劃分,但是輕負(fù)荷、中負(fù)荷和重負(fù)荷3 個(gè)等級(jí)修改為普通負(fù)荷和苛刻負(fù)荷2 個(gè)等級(jí)。噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油與往復(fù)或滴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油在壓縮腔內(nèi) “一次通過”的潤滑方式不同,需要進(jìn)行分離、冷卻和循環(huán)使用,所以新版ISO 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油,是以潤滑劑更換周期而不是負(fù)荷等級(jí)來劃分典型應(yīng)用(ISO 舊版標(biāo)準(zhǔn)按照負(fù)荷等級(jí)劃分),見表1。
我國的礦物油型空氣壓縮機(jī)油是從20 世紀(jì)60 年代開始研制和生產(chǎn)的。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5904—1986《輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油》和GB/T 12691—1990《空氣壓縮機(jī)油》中空氣壓縮機(jī)油的種類和規(guī)格難以滿足現(xiàn)有市場要求。
國外重要的空氣壓縮機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)有ISO 6521-1∶2019《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品(L 類) D 組(壓縮機(jī)) 第1 部分:DAA 和DAB 潤滑劑規(guī)格(往復(fù)式和滴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油)》、ISO/TS 6521-2∶2021《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品(L 類) D組(壓縮機(jī)) 第2 部分:DAG、DAH和DAJ 潤滑劑規(guī)格(噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油)》、德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 51506∶2017《潤滑劑—有或無添加劑的潤滑油VB(VBL)和VDL 分類和要求》和美國汽車工程師學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)SAE MS 1003∶2012《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品 D 組壓縮機(jī)油規(guī)格》。
新修訂的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB/T 7631.9—2014《潤滑劑、工業(yè)用油和有關(guān)產(chǎn)品(L 類)的分類 第9 部分:D 組(壓縮機(jī))》對(duì)空氣壓縮機(jī)油進(jìn)行了分類。參考國際標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合我國空氣壓縮機(jī)油生產(chǎn)商的產(chǎn)品實(shí)際質(zhì)量水平制定了標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)要求。適用于往復(fù)或滴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的L-DAA 和L-DAB 的指標(biāo)水平與ISO 6521-1∶2019 相當(dāng),適用于噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)的L-DAG、L-DAH 和L-DAJ 的 指標(biāo)水平與ISO/TS 6521-2∶2021 相當(dāng),與國外標(biāo)準(zhǔn)DIN 51506∶2017標(biāo)準(zhǔn)相比較,礦物油型空氣壓縮機(jī)油的指標(biāo)水平也有提高。與SAE MS1003∶2012 標(biāo)準(zhǔn)相比較,產(chǎn)品按照ISO 最新分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類,與國際標(biāo)準(zhǔn)的一致性較高。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)能夠反映空氣壓縮機(jī)油在技術(shù)和市場方面的發(fā)展方向,能夠達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平,國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)典型指標(biāo)要求差異見表2 和表3。
表2 GB/T 12691—2021(往復(fù)或滴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)油)與ISO 6521-1:2019的主要差異
表3 GB/T 12691—2021(噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油)與ISO/TS 6521-2:2021的主要差異
GB/T 12691—1990[1]和GB/T 5904—1986[2]標(biāo)準(zhǔn)的油品分類代號(hào)和質(zhì)量指標(biāo)基本上是參照ISO 舊版標(biāo)準(zhǔn)制定,只規(guī)定了礦物油型空氣壓縮機(jī)油的技術(shù)條件。隨著空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)的不斷更新和潤滑方式的相應(yīng)改變,加劇了空氣壓縮機(jī)油使用的苛刻程度,半合成或全合成型空氣壓縮機(jī)油成為發(fā)展趨勢??諝鈮嚎s機(jī)油分類和產(chǎn)品規(guī)格的最新國際標(biāo)準(zhǔn)在保留礦物油型空氣壓縮機(jī)油類型的基礎(chǔ)上增加了半合成型和全合成型。目前使用最廣泛的合成空氣壓縮機(jī)油主要有酯類油(雙酯和多元醇酯)、聚-α-烯烴(PAO) 、醚類油(PAG)和硅油。Ⅴ類合成型基礎(chǔ)油如酯類、醚類油產(chǎn)品本身容易吸水,且吸水后很難與水分層,因此本標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中對(duì)半合成型和全合成型空氣壓縮機(jī)油產(chǎn)品的抗乳化性和水分指標(biāo)進(jìn)行了特殊說明。新版標(biāo)準(zhǔn)按新版國標(biāo)分類標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7631.9—2014[3]對(duì)空氣壓縮機(jī)油進(jìn)行分類,增加了L-DAH、L-DAJ品種及其技術(shù)要求和試驗(yàn)方法,L-DAA 和L-DAB 增加了220 黏度等級(jí),L-DAG、L-DAH 和L-DAJ黏度等級(jí)主要包括VG 32、VG 46和VG 68。按基礎(chǔ)油類型劃分,產(chǎn)品包括礦物油型、半合成型和全合成型空氣壓縮機(jī)油。
運(yùn)動(dòng)黏度是衡量油品油膜強(qiáng)度、流動(dòng)性的重要指標(biāo),空氣壓縮機(jī)設(shè)備的類型、應(yīng)用的場合、工況、工作環(huán)境不同,對(duì)空氣壓縮機(jī)油黏度的要求也不同。為了保證空氣壓縮機(jī)的正常潤滑,減少機(jī)械摩擦與磨損,應(yīng)選擇合適黏度的空氣壓縮機(jī)油。新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了40 ℃和100 ℃溫度下的運(yùn)動(dòng)黏度,其中運(yùn)動(dòng)黏度(100 ℃)指標(biāo)要求參照ISO 6521制定,指標(biāo)為報(bào)告。根據(jù)實(shí)際使用情況,增加試驗(yàn)方法GB/T 30515《透明和不透明液體石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)黏度測定法及動(dòng)力黏度計(jì)算法》和NB/SH/T 0870《石油產(chǎn)品動(dòng)力黏度和密度的測定及運(yùn)動(dòng)黏度的計(jì)算 斯塔賓格黏度計(jì)法》,有爭議時(shí),以GB/T 265 為仲裁方法。
黏度指數(shù)是用來表示石油產(chǎn)品黏度隨溫度變化的常用量值,根據(jù)實(shí)際需求和實(shí)測值確定黏度指數(shù)的合理限值。L-DAA 和L-DAB 的黏度指數(shù)參考ISO 6521-1[4]制定,指標(biāo)為報(bào)告。L-DAG、L-DAH和L-DAJ 的黏度指數(shù)沿用GB/T 5904—1986《輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油》[2]中的要求,指標(biāo)值為不小于90。考慮到不同種類合成油的分子結(jié)構(gòu)和性能差異較大,L-DAH 和L-DAJ 的黏度指數(shù)限值增加腳注,標(biāo)明V 類合成油或含有V 類合成油的空氣壓縮機(jī)油,黏度指數(shù)可由供需雙方協(xié)商確定。
傾點(diǎn)是反映油品低溫流動(dòng)性的重要指標(biāo),由于我國地域廣泛且氣溫變化幅度較大,為保證在不同區(qū)域使用的油品的低溫流動(dòng)性,需要規(guī)定油品的傾點(diǎn)要求。L-DAA、L-DAB 和L-DAG 傾點(diǎn)沿用GB/T 12691—1990[1]和GB/T 5904—1986[2]中的指標(biāo)值,能夠滿足市場使用需求。對(duì)于L-DAH 和L-DAJ,結(jié)合實(shí)測數(shù)據(jù),要求L-DAH 黏度等級(jí)為32 和46 的產(chǎn)品傾點(diǎn)不低于-12 ℃,黏度等級(jí)為68 的產(chǎn)品傾點(diǎn)不低于-9 ℃,L-DAJ 黏度等級(jí)為32、46、68 的產(chǎn)品傾點(diǎn)分別不低于-18 ℃、-15 ℃、-12 ℃。
閃點(diǎn)(開口)是產(chǎn)品安全性的重要指標(biāo)之一,一般而言,潤滑油閃點(diǎn)應(yīng)比正常工況條件下最高溫度高30~40 ℃。L-DAA 220、L-DAB 220 開口閃點(diǎn)根據(jù)產(chǎn)品實(shí)測數(shù)據(jù)設(shè)定,指標(biāo)值為不低于240 ℃。L-DAG、L-DAH、L-DAJ 系 列產(chǎn)品的開口閃點(diǎn)指標(biāo)沿用GB/T 5904—1986《輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油》[2]中的規(guī)定。
抗乳化性指油水乳化液分離成油層和水層的能力,反映油品在有水存在時(shí)不被乳化的能力??諝鈮嚎s機(jī)氣缸內(nèi)不可避免地會(huì)出現(xiàn)冷凝水。往復(fù)式空氣壓縮機(jī)油要有良好的抗乳化性能,否則,乳化液會(huì)影響正常潤滑和導(dǎo)致磨損加快。但潤滑油的抗乳化性與清凈分散性是相對(duì)立的,故此次修訂,對(duì)于往復(fù)式空氣壓縮機(jī)油,增加了L-DAA 空氣壓縮機(jī)油的抗乳化性能指標(biāo),對(duì)抗乳化性進(jìn)行腳注說明:不適用于添加清凈分散劑的空氣壓縮機(jī)油。噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)機(jī)內(nèi)溫度相對(duì)較低、會(huì)有冷凝水產(chǎn)生,如發(fā)生乳化現(xiàn)象,乳化液會(huì)影響潤滑效果,產(chǎn)生銹蝕等問題。噴油回轉(zhuǎn)空氣壓縮機(jī)油一般不添加清凈分散劑,故此次修訂,設(shè)定了噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的抗乳化性指標(biāo),無腳注說明。
抗乳化性能受基礎(chǔ)油類型、添加劑類型和添加劑加劑量影響較大,實(shí)際不同類型的合成型空氣壓縮機(jī)油的抗乳化性能差異較大,例如酯型空氣壓縮機(jī)油,由于其結(jié)構(gòu)中含有酯基或羧基等極性基團(tuán),其抗乳化性可能比礦物油型空氣壓縮機(jī)油差。因此,新版標(biāo)準(zhǔn)添加了表腳注“對(duì)于V 類合成油或含有V 類合成油的空氣壓縮機(jī)油,抗乳化性指標(biāo)可由供需雙方協(xié)商確定”對(duì)此進(jìn)行說明。
由于測定抗乳化性的方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7305 修訂后,對(duì)“沒有出現(xiàn)完全分離,但乳化層在20 min 后減少到3 mL 或更少”的試驗(yàn)結(jié)果狀態(tài)的表述由“40-37-3”修改為“41-37-2”,為避免歧義,本次標(biāo)準(zhǔn)修訂,根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)ISO 6521-1∶2019[4]中的表述形式,抗乳化性指標(biāo)描述由“抗乳化性(40-37-3)min”修改為“抗乳化性,乳化層達(dá)到3 mL 的時(shí)間,min”。新版標(biāo)準(zhǔn)中空氣壓縮機(jī)油的抗乳化性根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)制定,礦物油型空氣壓縮機(jī)油在54 ℃和82 ℃溫度條件下的抗乳化性指標(biāo)值均為不大于30 min。由于酯型或醚酯型空氣壓縮機(jī)油通常具有較高的極性,與水形成乳化液后很難分離,半合成和全合成型空氣壓縮機(jī)油的抗乳化性指標(biāo)值建議為不大于30 min,具體指標(biāo)可由供需雙方協(xié)商確定。
硫酸鹽灰分是指在規(guī)定條件下油品被碳化后的殘留物經(jīng)硫酸處理轉(zhuǎn)化為硫酸鹽后的灼燒殘留物。深度精制的礦物油型空氣壓縮機(jī)油和合成型空氣壓縮機(jī)油的硫酸鹽灰分含量幾乎接近于零。在空氣壓縮機(jī)油中加入金屬鹽類的添加劑(如清凈分散劑)后,硫酸鹽灰分含量就會(huì)增大,從而增大機(jī)械磨損,促使積炭和沉淀物加快生成。由于添加劑種類復(fù)雜,國外標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于未加添加劑和加添加劑的潤滑油灰分指標(biāo)設(shè)定值差別較大,或是指標(biāo)由供應(yīng)商提供,或設(shè)定為報(bào)告,因此,本次標(biāo)準(zhǔn)修訂,往復(fù)或滴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油L-DAB 的硫酸鹽灰分指標(biāo)設(shè)定為報(bào)告[ L-DAA 一般是無灰的或者含有灰分為痕跡(<0.01%),所以未設(shè)定硫酸鹽灰分含量指標(biāo)]。噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油(L-DAG、L-DAH和L-DAJ)一般不添加金屬鹽類的添加劑(如清凈分散劑,因?yàn)橐着c冷凝水混合形成乳化液,對(duì)大多數(shù)的噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)是不適用的),所以對(duì)于噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油也沒有設(shè)定硫酸鹽灰分指標(biāo)。
泡沫性(泡沫傾向/泡沫穩(wěn)定性)指油品生成泡沫的傾向以及生成泡沫的穩(wěn)定性能,反映了油品在有空氣進(jìn)入的情況下消泡能力的好壞,泡沫過多或不易消除會(huì)影響油品的潤滑效果。噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油在使用中常會(huì)產(chǎn)生泡沫,泡沫進(jìn)入油氣分離器內(nèi),不僅使油氣分離負(fù)擔(dān)加重,還使分離元件因過飽和導(dǎo)致阻力增加,使排出氣體中含油量劇增;同時(shí),空氣壓縮機(jī)因氣體流通阻力增加而帶來過載。此外,含有大量泡沫的空氣壓縮機(jī)油會(huì)使實(shí)際潤滑油的噴量減少,引起空氣壓縮機(jī)過熱和增加磨損。本次標(biāo)準(zhǔn)修訂,根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù),對(duì)噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油設(shè)定了泡沫性能指標(biāo),并且根據(jù)空氣壓縮機(jī)的實(shí)際工況,對(duì)24 ℃、93.5 ℃、后24 ℃試驗(yàn)條件下的泡沫性均提出了指標(biāo)要求,指標(biāo)值分別為不大于50/0、30/0、50/0。
往復(fù)式空氣壓縮機(jī)油在壓縮腔中與熱的壓縮空氣接觸并散布成霧狀,在金屬表面形成潤滑劑膜,由于高溫、高氧分壓作用和金屬的催化作用,易使?jié)櫥瑒┭趸⒕酆虾驮黾佑懈g作用的酸性化合物以及膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量。機(jī)械雜質(zhì)的污染和冷凝水乳化,對(duì)這種化學(xué)變化起催化作用,加速潤滑劑“氧化老化”,導(dǎo)致機(jī)械磨損和腐蝕,排氣閥表面生成積炭等沉淀物。往復(fù)式空氣壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要危險(xiǎn)在于積炭的形成。
GB/T 12691—1990[1]參照DIN 51506 標(biāo)準(zhǔn),對(duì)往復(fù)式礦物油型空氣壓縮機(jī)油的氧化老化性能控制項(xiàng)目為“老化特性”(包括一定溫度和空氣存在下,有和無催化劑條件下,油的蒸發(fā)損失和殘?zhí)吭鲋担┖汀皽p壓蒸出80%后殘留物性質(zhì)”(包括殘留物殘?zhí)亢托屡f油40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度之比)。這兩個(gè)項(xiàng)目能夠反映出礦物油的氧化老化特性和與積炭形成的關(guān)系,已被大多數(shù)空氣壓縮機(jī)制造廠商接受。GB 12691—1990[1]中所采用的方法標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0192 已廢止,本次標(biāo)準(zhǔn)修訂相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn)采用采標(biāo)一致、技術(shù)內(nèi)容相同的GB/T 12709。根據(jù)實(shí)地走訪和電話調(diào)研生產(chǎn)企業(yè)和用戶的結(jié)果,氧化老化性能控制項(xiàng)目的指標(biāo)難以滿足許多中、高壓空氣壓縮機(jī)的實(shí)際操作要求。本次修訂,根據(jù)空氣壓縮機(jī)實(shí)際操作需要,制定了不同黏度牌號(hào)的L-DAA 和L-DAB 往復(fù)式空氣壓縮機(jī)油的氧化老化性能指標(biāo)。
噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)中,潤滑油處在與壓縮氣體充分混合,然后又進(jìn)行油氣分離的反復(fù)循環(huán)之中,同時(shí)又時(shí)時(shí)受到高溫(但溫度較之往復(fù)式空氣壓縮機(jī)要低)、高氧分壓影響和冷凝水、金屬磨屑、進(jìn)氣中粉塵和灰砂的污染和氧化催化,氧化老化不斷加深,黏度逐漸增大。根據(jù)實(shí)地走訪和電話調(diào)研生產(chǎn)企業(yè)和用戶的結(jié)果,因潤滑劑氧化老化變質(zhì)生成的沉淀物對(duì)油氣分離元件的局部或全部阻塞,是導(dǎo)致噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)性能惡化的主要原因。噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)潤滑劑抗老化應(yīng)側(cè)重阻止黏度過快增長。噴油回轉(zhuǎn)式礦物油型空氣壓縮機(jī)油(L-DAG、L-DAH 和L-DAJ) 的黏度牌號(hào)以VG 68 以下為主(主要集中在VG 32 和VG 46)。
對(duì)于噴油回轉(zhuǎn)式礦物油型空氣壓縮機(jī)油的抗氧化性能,有研究表明[5],用氧化壽命試驗(yàn)評(píng)定油品使用性能比用固定時(shí)間試驗(yàn)更合適。固定時(shí)間的氧化安定性試驗(yàn)只適用于淘汰質(zhì)量很差的油品,而不能預(yù)測油品在使用中的氧化壽命,而氧化壽命則是空氣壓縮機(jī)潤滑油的關(guān)鍵性能。
國內(nèi)外[5,6]依據(jù)潤滑油使用特點(diǎn)與設(shè)備工作條件設(shè)計(jì)了不同的油品熱氧化安定性試驗(yàn),建立了20 多項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)使用儀器的不同,將它們分為氧化管試驗(yàn)法、旋轉(zhuǎn)氧彈試驗(yàn)法、儀器分析試驗(yàn)法和設(shè)備模擬試驗(yàn)法等四類。國際上關(guān)于噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的氧化安定性試驗(yàn)方法尚未達(dá)成統(tǒng)一,ISO/TS 6521-2:2021[7]中給出了可以參照的方法,采用ASTM D2272《汽輪機(jī)油氧化安定性試驗(yàn)法 旋轉(zhuǎn)氧彈法》和ISO 4263-3《石油及有關(guān)產(chǎn)品 用TOST 試驗(yàn)測定抗氧化油和液體的老化性能 第3 部分:合成液壓液的無水規(guī)程》對(duì)噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的氧化安定性進(jìn)行評(píng)判。
標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中,廣泛征求了空氣壓縮機(jī)油生產(chǎn)廠商和用戶的意見,認(rèn)為旋轉(zhuǎn)氧彈法是目前評(píng)價(jià)空氣壓縮機(jī)油氧化安定性較為快速有效的方法之一,但目前油樣的旋轉(zhuǎn)氧彈值與減少油泥和漆膜生成能力之間相關(guān)性還需要進(jìn)一步驗(yàn)證,對(duì)于Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類和合成烴類基礎(chǔ)油制備的油品一致性較高,同時(shí)也存在一些油樣具有很高的旋轉(zhuǎn)氧彈值,高溫生成物含量卻比低旋轉(zhuǎn)氧彈值的油樣還要高的問題。需要指出的是,旋轉(zhuǎn)氧彈方法在適用范圍中明確規(guī)定試驗(yàn)過程中需要加水,且只適用于評(píng)定具有相同組成(基礎(chǔ)油和添加劑)的油品的氧化安定性。但考慮到不同潤滑油生產(chǎn)商的空氣壓縮機(jī)油在配方上存在較大差異,且合成空氣壓縮機(jī)油中的酯類油和聚醚油對(duì)于加水條件的旋轉(zhuǎn)氧彈試驗(yàn)的適用性存疑,因此不同潤滑油生產(chǎn)商的不同類型的空氣壓縮機(jī)油的旋轉(zhuǎn)氧彈試驗(yàn)結(jié)果存在較大差異,這種差異與不同油品在空氣壓縮機(jī)實(shí)際使用過程中的真實(shí)使用壽命差異不具有相關(guān)性。因此,本次修訂參照ISO/TS 6521-2:2021[7],采用TOST 試驗(yàn)和旋轉(zhuǎn)氧彈法結(jié)合的方式測試回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的氧化安定性。國內(nèi)相應(yīng)的試驗(yàn)方法為NB/SH/T 0193—2022《潤滑油氧化安定性的測定 旋轉(zhuǎn)氧彈法》和GB/T 12581—2006《加抑制劑礦物油氧化特性測定法》。新版標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)氧彈指標(biāo)參考ISO/TS 6521-2:2021[7]定為報(bào)告。L-DAH和L-DAJ 氧化安定性項(xiàng)目缺乏國內(nèi)市場數(shù)據(jù),直接參照ISO 指標(biāo)可能不符合我國市場情況,因此,L-DAG氧化安定性指標(biāo)沿用GB/T 5904—1986[2]中的規(guī)定,為不小于1 000 h,L-DAH 和L-DAJ 的氧化安定性指標(biāo)定為報(bào)告,可由供應(yīng)雙方協(xié)商確定。
有文獻(xiàn)表明[5]評(píng)價(jià)方法不同,油品的氧化安定性表現(xiàn)具有一定的差異性。根據(jù)設(shè)備及油品性能特點(diǎn)使用合適的試驗(yàn)方法,才能更準(zhǔn)確地測定油品熱氧化安定性,表征油品使用壽命。合成型空氣壓縮機(jī)油種類繁多,部分特殊的合成油可輔助采用空氣壓縮機(jī)油生產(chǎn)廠商和用戶根據(jù)空壓機(jī)的特點(diǎn)和使用工況等,自行制定的油品驗(yàn)證方案。
根據(jù)酸值的大小,可判斷油品中所含酸性物質(zhì)的量,油品中酸性物質(zhì)的數(shù)量隨原料與油品精制程度而變化,根據(jù)油品在使用中酸值的變化,可以大概判斷油品對(duì)金屬的腐蝕程度。
本次修訂,根據(jù)所采用方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4945 修訂情況,將“中和值”指標(biāo)修改為”酸值”,根據(jù)目前空氣壓縮機(jī)油基礎(chǔ)油質(zhì)量發(fā)展水平和產(chǎn)品質(zhì)量控制實(shí)際需求,本次標(biāo)準(zhǔn)修訂不再設(shè)定未加劑酸值指標(biāo),僅設(shè)定加劑后酸值指標(biāo);試驗(yàn)方法包括GB/T 4945 和GB/T 7304;參考ISO 6521-1:2019[4]和ISO/ TS 6521-2:2021[7]標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合產(chǎn)品實(shí)測數(shù)據(jù),設(shè)定往復(fù)或滴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油和噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油的酸值指標(biāo)為報(bào)告。
ISO 6521-1:2019[4]和ISO/TS 6521-2:2021[7]標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各品種空氣壓縮機(jī)油的水分指標(biāo)為不大于0.02%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水分指標(biāo)為痕跡,試驗(yàn)方法為GB/T 260《石油產(chǎn)品水含量的測定蒸餾法》,試驗(yàn)方法也可采用GB/T 11133,當(dāng)采用GB/T 11133 方法測定時(shí),指標(biāo)應(yīng)不大于0.03%,有爭議時(shí),以GB/T 260 為仲裁方法。水分受基礎(chǔ)油類型影響較大,例如PAG 等親水型基礎(chǔ)油產(chǎn)品在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中容易吸水,導(dǎo)致水分超過痕跡,但實(shí)踐證明并不影響產(chǎn)品使用,因此,新版標(biāo)準(zhǔn)添加了表腳注“對(duì)于V 類合成油或含有V 類合成油的空氣壓縮機(jī)油,水分指標(biāo)可由供需雙方協(xié)商確定”對(duì)此進(jìn)行說明。
為了使空氣壓縮機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)更好地為生產(chǎn)和用戶提供指導(dǎo),參照ISO 6521-1 和ISO/TS 6521-2 技術(shù)規(guī)格,并結(jié)合我國實(shí)際生產(chǎn)和使用情況,對(duì)GB/T 12691—1990[1]和GB/T 5904—1986[2]兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了整合修訂。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)是在參考國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國空氣壓縮機(jī)油產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量水平而制定的,增加了應(yīng)用于各類往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)的半合成和全合成型空氣壓縮機(jī)油的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。新修訂的標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了空氣壓縮機(jī)油在技術(shù)和市場方面的發(fā)展方向,能夠促進(jìn)產(chǎn)品升級(jí)換代,增強(qiáng)市場競爭力。